CNSH. Khổng Tiết Mây Như – IVFMD
 
Vô sinh được định nghĩa bởi WHO là sự không đạt được thai kỳ sau 12 tháng hoặc hơn khi quan hệ thường xuyên không dùng biện pháp tránh thai, là mối quan tâm chính trong sức khỏe cộng đồng và ảnh hưởng khoảng 8-12% các cặp đôi trên thế giới. Theo thống kê thì có khoảng 20-70% các cặp bị ảnh hưởng bởi yếu tố nam giới, trong đó, 40-60% chưa giải thích được vì tình trạng bệnh lý đa nhân tố nhưng yếu tố di truyền lại chiếm ít nhất 15% những trường hợp vô sinh nam. Globozoospermia (globo) là một loại hiếm gặp của chứng tinh trùng dị dạng (teratozoospermia) vì tần suất xuất hiện thường <0,1%, với đặc điểm nhận dạng là tinh trùng đầu tròn không có acrosome và được phân thành 2 loại là total globo (loại I) và partial globo (loại II). Hiện nay, đa dạng biến thể gene được cho là gây ra các trường hợp globo như DPY19L2, PICK1, SPATA16, ZPBP, CCDC62, SPINK2, C2CD6, CCIN, C7orf61, DNAH17, GGN và SPACA1. Tuy nhiên, các khiếm khuyết di truyền đã biết chỉ có thể giải thích khoảng 75% các trường hợp mắc globo.
 
Đây là một bài báo cáo về một trường hợp cụ thể; trong nghiên cứu này, các tác giả đã xác định được một biến thể đồng hợp tử mới của c.3671G>A trong kháng nguyên tinh trùng 2 (SSFA2) ở một bệnh nhân mắc globo (loại I) từ một gia đình cùng huyết thống bằng cách giải trình tự toàn bộ gene ngoại lai (whole-exome sequencing – WES). Biến thể này không được phát hiện trong 220 người khỏe mạnh thuộc nhóm đối chứng. Gene này mã hóa protein của SSFA2 được biết là KRAP, kết nối thụ thể IP3 (IP3 receptor – IP3R) với Actin cùng các vị trí và cho phép IP3R tạo các luồng Ca²⁺. Tác động tiêu cực của biến thể lên sự biểu hiện SSFA2 và hình thái đầu tinh trùng. Mặc dù kỹ thuật ICSI được thực hiện thường xuyên nhưng thiếu hụt SSFA2 và PLCζ dẫn đến thất bại trong hoạt hóa noãn và tiên lượng xấu. Sau đó, hoạt hóa noãn nhân tạo (artificial oocyte activation – AOA) bằng calcium ionophore sau ICSI được áp dụng với bệnh nhân trong chu kì thứ 2.
 
Globozoospermia (Globo)
Đặc điểm hình dạng tinh trùng: đuôi tinh trùng hiển thị cấu trúc “9+2” cổ điển thông thường và các ti thể được sắp xếp theo trật tự nhất định. Đầu tinh trùng tròn, chỉ có một lớp màng sinh chất bao phủ, không phải acrosome hay acroplaxome.
 
SSFA2
Sau khi sàng lọc các biến thể gene ở nam giới vô sinh thông qua whole-exome sequencing (WES), một biến thể sai lệch SSFA2 có hại (c.3671G>A) được cho là nguyên nhân di truyền của globo thông qua phân tích tin sinh học. Biến thể này nằm ở exon 16 và đã thay đổi một amino acid được bảo tồn cao trong một vùng không xác định (gốc E1209-S1247) của protein SSFA2. Bên cạnh đó, SSFA2 được biểu hiện trong acrosome từ tinh trùng bình thường và kết hợp với marker của acrosome (peanut agglutinin-lectin – PNA) khi phân tích miễn dịch huỳnh quang về sự phân bố của SSFA2 trong tế bào tinh trùng của bệnh nhân và nhóm đối chứng; trái lại, SSFA2 không được phát hiện trong tinh trùng của bệnh nhân. Các kết quả này cho thấy SSFA2 đóng một vai trò quan trọng trong quá trình sinh tinh vì biểu hiện SSFA2 cũng rõ ràng trong các tế bào sinh tinh khác nhau khi nhuộm huỳnh quang mô tinh hoàn. Chẳng những vậy, phương pháp trầm tích (STA-PUT velocity sedimentation method) được dùng để phân lập các giai đoạn khác nhau của tế bào mầm trong tinh hoàn thì phát hiện protein SSFA2 chủ yếu trong tế bào chất của tế bào sinh tinh. Với sự biến đổi hình thái của tinh trùng, SSFA2 dần được chuyển từ tế bào chất sang acrosome của tinh trùng. Điều này chỉ ra rằng SSFA2 là cần thiết cho sự phát triển và duy trì acrosome của tinh trùng; do đó, biến thể sai lệch đồng hợp tử này trong SSFA2 ảnh hưởng nghiêm trọng đến biểu hiện của SSFA2.
SSFA2 tương tác với GSMT3 và Actin

Để khám phá thêm cơ chế tiềm năng của SSFA2 trong quá trình sinh tinh, phương pháp phân tích kết tủa miễn dịch SSFA2 từ tinh hoàn của người bình thường và phát hiện ra 58 tác nhân tương tác của SSFA2. Nghiên cứu trước đây cho thấy vùng đầu cuối N (N-terminal region) của SSFA2 có thể tương tác với IP3R trong khi vùng đầu cuối C (C-terminal region) lại tương tác với Actin. SSFA2 liên kết IP3R với Actin cùng các nhánh kế bên nơi lưu trữ vận hành Ca²⁺ diễn ra đã cho phép chúng kích hoạt tín hiệu Ca²⁺ màng tế bào. Bên cạnh đó, việc nhuộm miễn dịch huỳnh quang cho thấy SSFA2 và Actin bắt màu trong acrosome của tinh trùng. Ngoài ra, GSTM3 biểu hiện nhiều trong tinh hoàn và tham gia các sự kiện liên kết tinh trùng và màng trong suốt của noãn (zona pellucida - ZP), cụ thể là với ZP4 trong các bước đầu tiên để nhận diện giao tử cho phép thụ tinh xảy ra.
Thực hiện ICSI ở bệnh nhân có kết quả kém

Trong chu kỳ đầu tiên, ICSI được thực hiện trên 24 noãn trưởng thành và tỉ lệ thụ tinh đạt được là 16,7%. Tinh trùng được dùng từ bệnh nhân mắc globo này không kích hoạt được hầu hết các noãn trưởng thành nên chỉ có 3 trong 4 phôi đạt đến giai đoạn phân chia và cũng không có phôi chất lượng tốt để chuyển. Phospholipase C zeta (PLCζ) là yếu tố quan trọng của tinh trùng, được xem là kích thích sinh lý chịu trách nhiệm tạo dao động Ca²⁺ kích hoạt noãn và phát triển phôi sớm. Do đó, những khiếm khuyết trong PLCζ ở bệnh nhân nam vô sinh dẫn đến không kích hoạt được noãn sau ICSI và được biểu hiện ở mức thấp trong tinh trùng của bệnh nhân này so với nhóm đối chứng. Từ đó, lỗi kích hoạt tế bào noãn liên quan đến lỗi PLCζ đã được giải cứu bằng AOA. Sau ICSI đầu tiên thất bại, AOA với calcium ionophore đã được thực hiện ở chu kì sau và kết quả là cả 10 noãn trưởng thành sau AOA-ICSI đều thụ tinh thành công, phát triển thành 8 phôi có thể chuyển, trong đó 5 phôi chất lượng tốt. Một phôi N3 (8 tế bào) sau đó được chuyển và có thai rồi sinh ra một em bé khỏe mạnh.  

Tóm lại, sự biểu hiện của SSFA2 trong tinh hoàn và các tế bào mầm khác nhau trong quá trình sinh tinh cho thấy vai trò đáng kể của nó trong sự phát triển tinh trùng. SSFA2 là gene gây vô sinh mới ở nam giới có liên quan đến globo, đồng thời, gene này tương tác với Actin và GSTM3 rất quan trọng đối với sự phát triển của acrosome tinh trùng và hoạt hóa noãn. Hơn nữa, ICSI kết hợp AOA đã khắc phục thành công tình trạng hiếm muộn của bệnh nhân.

Nguồn: Huang G, Zhang X.G, Yao G.P và cộng sự. A loss-of-function variant in SSFA2 causes male infertility with globozoospermia and failed oocyte activation. 2022 Jul 14.

Từ khóa: Sự mất chức năng của biến thể SSFA2 gây tinh trùng đầu tròn (Globozoospermia) và thất bại trong hoạt hóa noãn ở nam giới vô sinh